KR20130031213A - Paste and method for connecting electronic component to substrate - Google Patents

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KR20130031213A
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미카엘 쉐퍼
볼프강 슈미트
알베르트 하일만
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헤레우스 머티어리얼즈 테크놀로지 게엠베하 운트 코 카게
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Abstract

PURPOSE: A paste is provided to form a coupling between an electronic component and substrate with high reliability at a high temperature. CONSTITUTION: A paste contains a metal particle; one or more activators with two or more carboxylic acid units; and a dispersion medium. A method for connecting an electronic device to a substrate through a contact region comprises a step of providing a substrate with a first contact region and an electronic component with a second contact region; a step of providing the paste; a step of generating a structure where the first contact region and the second contact region are contacted to each other through the paste; and a step of sintering the paste and manufacturing a module which comprises the substrate and the electronic component connected to each other through the sintered paste.

Description

전자 소자를 기판에 연결하기 위한 페이스트 및 방법{PASTE AND METHOD FOR CONNECTING ELECTRONIC COMPONENT TO SUBSTRATE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a paste and a method for connecting an electronic device to a substrate,

본 발명은 전자 소자를 기판에 연결하기 위한 페이스트 및 전자 소자를 기판에 연결하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a paste for connecting an electronic device to a substrate and a method for connecting the electronic device to a substrate.

전력 전자공학 분야에서, 기판상에 전자 소자를 고정시키는 것은 전문적인 도전 과제이다.In the field of power electronics, securing electronic devices on a substrate is a challenging challenge.

단자 디바이스의 작동 도중 발생하는 기계적 스트레스는 전자 소자가 기판으로부터 탈착되지 않도록 전자 소자와 기판 간의 연결이 충분한 강도로 유지될 것을 요구한다. 이에, 납 함유 솔더 페이스트를 사용하는 것이 일반적이며, 이는 층들을 연결하는 솔더링 공정에서 연결 기술에 대한 강도 측면에서 높은 신뢰성을 보여주었다. 그러나, 납의 독성과 건강상의 관련 유해성으로 인해, 상기 납 함유 솔더 페이스트에 대한 적절한 대안이 추구되고 있다. 납 솔더에 대한 대안으로서 현재 납이 없는 솔더 페이스트가 전자 소자와 기판 사이에 높은 강도를 가진 연결층을 형성하는데 매우 적합한 것으로 논의되고 있다. 그러나, 상기 솔더는 전자 소자가 작동시 노출되는 온도보다 높지 않은 낮은 융점을 가진다. 그 결과, 전자 소자의 작동 도중 상기 연결층의 강도에 대한 신뢰성이 크게 저하된다.The mechanical stress that occurs during operation of the terminal device requires that the connection between the electronic device and the substrate be maintained at a sufficient strength so that the electronic device is not detached from the substrate. Thus, it is common to use lead-containing solder paste, which has shown high reliability in terms of strength in connection technology in soldering processes connecting the layers. However, due to the toxicity of lead and its associated health hazards, a suitable alternative to the lead-containing solder paste has been sought. As an alternative to lead solder, it is currently being discussed that lead-free solder paste is well suited for forming a connection layer with high strength between the electronic component and the substrate. However, the solder has a low melting point which is not higher than the temperature at which the electronic device is exposed in operation. As a result, the reliability of the strength of the connecting layer during operation of the electronic device is greatly reduced.

전자 소자와 기판 간의 연결 강도에 있어 높은 신뢰성은 다수의 연결제(joining agents) 및 연결 방법에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 이들은 종종 높은 공정 온도와 높은 공정 압력을 필요로 하며, 이는 연결되는 부품에 손상을 야기하고 대량 생산시 높은 스크랩율(scrap rate)을 야기한다.High reliability in connection strength between the electronic component and the substrate can be achieved by a number of joining agents and connection methods. However, they often require high process temperatures and high process pressures, which cause damage to the connected components and result in high scrap rates in high volume production.

이는 상기 연결 방법에 필요한 공정 온도 및 공정 압력을 낮추고자 하는 근본적인 이유이다. 이에 몇몇 적용에서는 상기 부품들을 연결하기 위해 접착제가 사용된다. 접착제의 사용을 통해, 몇몇 경우에는 전자 소자와 기판을 연결하는 고강도의 연결층이 얻어질 수 있다. 그러나, 전자 소자와 기판 사이에 형성된 접촉 부위가 열전도성 및 전기전도성 측면에서 종종 불충분하다는 점에서 접착제 기술의 단점이 존재한다.This is a fundamental reason for lowering the process temperature and the process pressure necessary for the connection method. In some applications, an adhesive is used to connect the parts. Through the use of adhesives, in some cases a high strength connection layer connecting the electronic component and the substrate can be obtained. However, there is a disadvantage of the adhesive technology in that the contact sites formed between the electronic element and the substrate are often insufficient in terms of thermal conductivity and electrical conductivity.

연결 부위의 신뢰성, 열전도성, 및 전기전도성과 관련한 요건을 충족하기 위해, 전자 소자와 기판을 소결을 통해 연결하는 방법이 한동안 제기되어져 왔다 (예를 들어 DE 10 2007 046 901 A1 참조). 소결 기술은 소자들을 안정적인 방식으로 연결하는 매우 단순한 방법이다. 상기 소결 방법을 사용하면, 전자 소자를 기판에 연결함에 있어 이들 각각이 귀금속 함유 컨택 영역을 포함한다면 상기 연결은 일반적으로 매우 성공적이다. 그러나, 하나 이상의 비귀금속 컨택 영역을 통해 전자 소자와 기판을 연결할 필요가 종종 있다. 통상적인 소결 방법을 사용하면 종종 상기 비귀금속 컨택 영역을 통해 안정한 연결을 형성할 수 없다.In order to meet the requirements relating to reliability, thermal conductivity, and electrical conductivity of connection sites, it has been known for some time that electronic devices and substrates are connected by sintering (see, for example, DE 10 2007 046 901 A1). Sintering technology is a very simple way to connect devices in a stable way. Using this sintering method, the connection is generally very successful if each of them includes a noble metal-containing contact area in connecting the electronic component to the substrate. However, it is often necessary to connect the electronic component and the substrate through one or more non-noble metal contact regions. Conventional sintering methods often fail to form stable connections through the non-noble metal contact regions.

또한, 초기에는 전자 소자와 기판을 연결하기 위해 입경이 100 nm 이하인 나노입자를 주성분으로 하는 페이스트의 사용이 제안되어졌다. 그러나, 나노입자의 취급은 건강상 위험을 수반하고 이에 작업 안전성을 이유로 종종 기피되고 있다.Also, in the beginning, the use of a paste mainly composed of nanoparticles having a particle diameter of 100 nm or less has been proposed for connecting an electronic device and a substrate. However, the handling of nanoparticles involves health risks and is often avoided due to safety reasons.

따라서 본 발명의 일 목적은 컨택 영역을 통해 하나 이상의 전자 소자를 하나 이상의 기판에 연결하는 페이스트로서, 상기 컨택 영역 중 하나 이상이 비귀금속(non-noble metal)을 함유하는 페이스트를 제공하는데 있다. 바람직하게는, 상기 페이스트는 전자 소자가 작동시 노출되는 온도에서 높은 신뢰성을 보장하도록 전자 소자와 기판 사이에 연결을 형성하기 위해 사용된다. 또한, 상기 페이스트는 바람직하게는 또한 선행 기술에 알려진 다른 단점들을 극복하고자 한다.It is therefore an object of the present invention to provide a paste connecting one or more electronic elements to one or more substrates through a contact region, wherein at least one of the contact regions contains a non-noble metal. Preferably, the paste is used to form a connection between the electronic device and the substrate to ensure high reliability at the temperature at which the electronic device is exposed during operation. The paste also preferably tries to overcome other disadvantages known in the prior art.

본 발명의 일 목적은 또한 컨택 영역을 통해 하나 이상의 전자 소자를 하나 이상의 기판에 연결하는 방법으로서, 상기 컨택 영역 중 하나 이상이 비귀금속을 함유하는 방법을 제공하는 데 있다.It is also an object of the present invention to provide a method of connecting one or more electronic devices to one or more substrates through a contact region, wherein at least one of the contact regions contains a non-precious metal.

상기 목적들은 독립 청구항의 주제(subject matters)에 의해 충족된다.These objectives are met by the subject matters of the independent claim.

따라서, 본 발명은 (a) 금속 입자, (b) 분자 중에 2 이상의 카르복실산 단위를 가진 하나 이상의 활성제, 및 (c) 분산 매질을 함유하는 페이스트를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a paste containing (a) metal particles, (b) at least one activator having at least two carboxylic acid units in the molecule, and (c) a dispersion medium.

또한 본 발명은 컨택 영역을 통해 하나 이상의 전자 소자를 하나 이상의 기판에 연결하는 방법으로서, 상기 컨택 영역 중 하나 이상은 비귀금속을 함유하고,The present invention also provides a method of connecting one or more electronic devices to one or more substrates through a contact region, wherein at least one of the contact regions contains a non-

(i) 제1 컨택 영역을 갖는 기판과 제2 컨택 영역을 갖는 전자 소자를 제공하는 단계로서, 상기 컨택 영역 중 하나 이상은 비귀금속을 함유하는 것인 단계;(i) providing an electronic device having a substrate having a first contact region and a second contact region, wherein at least one of the contact regions contains a non-noble metal;

(ii) (a) 금속 입자;(ii) (a) a metal particle;

(b) 분자 중에 2 이상의 카르복실산 단위를 가진 하나 이상의 활성제; 및(b) at least one activator having at least two carboxylic acid units in the molecule; And

(c) 분산 매질;(c) a dispersing medium;

을 함유하는 페이스트를 제공하는 단계;≪ / RTI >

(iii) 페이스트를 통해 기판의 제1 컨택 영역이 전자 소자의 제2 컨택 영역과 접촉하는 구조체를 생성하는 단계; 및(iii) creating a structure through which the first contact area of the substrate contacts the second contact area of the electronic device through the paste; And

(iv) 구조체를 소결하여 소결된 페이스트를 통해 서로 연결된 기판과 전자 소자를 적어도 포함하는 모듈을 제조하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.(iv) fabricating a module comprising at least a substrate and an electronic component interconnected through a sintered paste by sintering the structure.

본 발명은 지금까지 불가능했던, 비귀금속을 포함하는 하나 이상의 컨택 영역을 통한 전자 소자와 기판의 연결이 분자 중에 2 이상의 카르복실산 단위를 가진 활성제를 함유하는 페이스트의 소결을 통해 달성될 수 있다는 놀라운 발견에 기초한다.The present invention is based on the surprising discovery that the connection of an electronic element and a substrate through one or more contact regions comprising a noble metal, which has not been possible so far, can be achieved through sintering of a paste containing an active agent having two or more carboxylic acid units in the molecule Based on discovery.

본 발명에 따르면 페이스트가 제공된다.According to the present invention, a paste is provided.

용어 페이스트의 정의에 제약은 없다. 그러나, 페이스트는 일반적인 적용 기법, 예컨대 인쇄 기법(예를 들면, 스크린 인쇄 또는 스텐실(stencil) 인쇄), 분산 기법, 분무 기법, 핀 전달(pin transfer) 또는 침지(dipping)를 통해 적용될 수 있고, 적용된 페이스트가 후속 단계에서 가공처리될 수 있도록 충분히 높은 점도 및 부착력을 가진 임의의 분산물을 의미하는 것으로 이해하는 것이 바람직하다.There is no restriction on the definition of the term paste. However, the paste can be applied through common application techniques, such as printing techniques (e.g., screen printing or stencil printing), dispersion techniques, spray techniques, pin transfer or dipping, Is understood to mean any dispersion having a viscosity and adherence sufficiently high so that the paste can be processed in a subsequent step.

본 발명에 따른 페이스트는 (a) 금속 입자를 포함한다.The paste according to the present invention comprises (a) metal particles.

금속 입자는 바람직하게는 금속을 함유하는 입자를 의미하는 것으로 이해한다.The metal particles are understood to mean particles which preferably contain metals.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 금속은 구리, 은, 니켈, 및 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된다. 특히 바람직한 실시양태에 따르면, 금속은 은이다.According to one preferred embodiment, the metal is selected from the group consisting of copper, silver, nickel, and aluminum. According to a particularly preferred embodiment, the metal is silver.

금속은 순수한 금속으로서, 예컨대 99 중량% 이상의 순도, 99.9 중량% 이상의 순도, 99.99 중량% 이상의 순도 또는 99.999 중량% 이상의 순도를 가진 순수한 금속으로서 금속 입자에 존재할 수 있다. 한편, 금속 입자는 또한 복수 금속을 함유할 수 있다. 금속 입자는 복수 금속으로 제조된 합금 또는 금속간 상(intermetallic phase)을 함유할 수도 있다.The metal may be a pure metal, for example, as a pure metal having a purity of at least 99 wt%, a purity of at least 99.9 wt%, a purity of at least 99.99 wt%, or a purity of at least 99.999 wt%. On the other hand, the metal particles may also contain a plurality of metals. The metal particles may contain an alloy or intermetallic phase made of a plurality of metals.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 금속 입자는 주성분으로서 은, 구리, 니켈 및 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 원소를 포함한다. 본 발명의 범위에서, 주성분은 목적 금속 입자에 존재하는 임의의 다른 성분보다 더 큰 분율로 존재하는 성분을 의미하는 것으로 이해한다.According to one preferred embodiment, the metal particles comprise as elements the element selected from the group consisting of silver, copper, nickel and aluminum. In the scope of the present invention, it is understood that the main component means a component which exists in a larger fraction than any other component present in the target metal particle.

특히 바람직한 실시양태에 따르면, 금속 입자는 은 입자, 구리 입자, 니켈 입자 또는 알루미늄 입자이다. 상기 입자는, 적절하다면, 자신의 표면에서 부분적으로 또는 전체적으로 산화되어질 수 있다. According to a particularly preferred embodiment, the metal particles are silver particles, copper particles, nickel particles or aluminum particles. The particles, if appropriate, may be partially or totally oxidized at their surface.

특히 바람직한 실시양태에 따르면, 금속 입자는 은 입자이다.According to a particularly preferred embodiment, the metal particles are silver particles.

상기 금속 입자의 형상에 제약은 없다. 바람직하게는, 금속 입자는 플레이크(flake) 형상, 타원 형상, 또는 둥근 형상을 취할 수 있다. 금속 입자는 복수 형상들의 혼합 형태일 수도 있다. There is no restriction on the shape of the metal particles. Preferably, the metal particles may take the form of flakes, ellipses, or rounds. The metal particles may be a mixed form of plural shapes.

특히 바람직한 실시양태에 따르면, 금속 입자는 플레이크 형상을 가진다. 상기 실시양태에서 플레이크의 분율은 금속 입자의 총 중량에 대해 바람직하게는 70 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 80 중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 90 중량% 이상, 특히 바람직하게는 99 중량% 이상이다. According to a particularly preferred embodiment, the metal particles have a flake shape. In this embodiment, the fraction of flakes is preferably at least 70 wt%, more preferably at least 80 wt%, even more preferably at least 90 wt%, particularly preferably at least 99 wt%, based on the total weight of the metal particles .

또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 금속 입자는 1.0 초과의 길이 비, 더욱 바람직하게는 1.2 초과의 길이 비, 더욱더 바람직하게는 1.5 초과의 길이 비, 특히 바람직하게는 2.0 초과의 길이 비를 가진다. 바람직하게는, 금속 입자는 20 이하의 길이 비, 더욱 바람직하게는 15 이하의 길이 비, 더욱더 바람직하게는 10 이하의 길이 비를 가진다. 문맥상, 길이 비는 금속 입자의 단면(cross-section)의 가장 넓은 폭 부위를 통해 뻗은 거리 (a) : 거리 (a)에 수직인 선을 따라 상기 단면의 가장 넓은 폭 부위를 통해 뻗은 거리 (b)의 비를 의미하는 것으로 이해한다. 이 경우, 단면은 가장 넓은 표면적을 가진 금속 입자를 가로지르는 부분(section)이다. 금속 입자가 예를 들어 직사각형의 단면을 가지면, 길이 비는 단면의 길이 : 폭의 비이다. 예를 들어 길이가 2 ㎛이고 폭이 1 ㎛인 직사각형 단면을 갖는 금속 입자는 길이 비가 2이다.According to another preferred embodiment, the metal particles have a length ratio of more than 1.0, more preferably a length ratio of more than 1.2, even more preferably a length ratio of more than 1.5, particularly preferably a length ratio of more than 2.0. Preferably, the metal particles have a length ratio of 20 or less, more preferably a length ratio of 15 or less, and even more preferably a length ratio of 10 or less. In context, the length ratio is the distance (a) extending through the widest portion of the cross-section of the metal particle along a line perpendicular to the distance (a) b "). < / RTI > In this case, the cross section is a section across the metal particles having the largest surface area. If the metal particles have, for example, a rectangular cross section, the length ratio is the ratio of the length to the width of the cross section. For example, metal particles having a rectangular cross section with a length of 2 탆 and a width of 1 탆 have a length ratio of 2.

또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 길이 비가 1.0을 초과하는 금속 입자의 분율, 더욱 바람직하게는 길이 비가 1.2를 초과하는 금속 입자의 분율, 더욱더 바람직하게는 길이 비가 1.5를 초과하는 금속 입자의 분율은 금속 입자의 총 중량에 대해 70 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 80 중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 90 중량% 이상이다.According to another preferred embodiment, the fraction of the metal particles whose length ratio exceeds 1.0, more preferably the fraction of metal particles whose length ratio exceeds 1.2, and even more preferably the fraction of metal particles whose length ratio exceeds 1.5, Is at least 70% by weight, more preferably at least 80% by weight, and even more preferably at least 90% by weight based on the total weight of the particles.

페이스트에 존재하는 금속 입자는 다양한 입자 크기 분포를 가질 수 있다.The metal particles present in the paste may have various particle size distributions.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 금속 입자의 평균 입자 크기(d50 값)는 500 nm 이상, 더욱 바람직하게는 650 nm 이상, 더욱더 바람직하게는 1 ㎛ 이상이다. 평균 입자 크기(d50 값)는 바람직하게는 20 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ 이하, 더욱더 바람직하게는 10 ㎛ 이하이다. 따라서, 평균 입자 크기(d50 값)는 바람직하게는 500 nm - 20 ㎛의 범위, 더욱 바람직하게는 650 nm - 15 ㎛의 범위, 더욱더 바람직하게는 1 - 10 ㎛의 범위이다. 바람직하게는, 평균 입자 크기(d50 값)는 금속 입자의 50 부피%에 미치지 못한 입자 크기와 금속 입자의 50 부피%를 능가하는 입자 크기를 의미하는 것으로 해석한다.According to one preferred embodiment, the average particle size (d50 value) of the metal particles is at least 500 nm, more preferably at least 650 nm, even more preferably at least 1 탆. The average particle size (d50 value) is preferably 20 占 퐉 or less, more preferably 15 占 퐉 or less, and still more preferably 10 占 퐉 or less. Therefore, the average particle size (d50 value) is preferably in the range of 500 nm to 20 占 퐉, more preferably in the range of 650 nm to 15 占 퐉, and still more preferably in the range of 1 to 10 占 퐉. Preferably, the average particle size (d50 value) is interpreted to mean a particle size not exceeding 50 vol% of the metal particles and a particle size exceeding 50 vol% of the metal particles.

또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 금속 입자의 입자 크기 d10(d10 값)은 150 nm 이상, 더욱 바람직하게는 200 nm 이상, 더욱더 바람직하게는 250 nm 이상이다. 입자 크기 d10(d10 값)은 바람직하게는 5 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 4 ㎛ 이하, 더욱더 바람직하게는 3 ㎛ 이하이다. 따라서, 입자 크기 d10(d10 값)은 바람직하게는 150 nm - 5 ㎛의 범위, 더욱 바람직하게는 200 nm - 4 ㎛의 범위, 더욱더 바람직하게는 250 nm - 3 ㎛의 범위이다. 바람직하게는, 입자 크기 d10(d10 값)은 금속 입자의 10 부피%에 미치지 못한 입자 크기와 금속 입자의 90 부피%를 능가하는 입자 크기를 의미하는 것으로 해석한다.According to another preferred embodiment, the particle size d10 (d10 value) of the metal particles is at least 150 nm, more preferably at least 200 nm, even more preferably at least 250 nm. The particle size d10 (d10 value) is preferably 5 mu m or less, more preferably 4 mu m or less, and still more preferably 3 mu m or less. Therefore, the particle size d10 (d10 value) is preferably in the range of 150 nm - 5 mu m, more preferably in the range of 200 nm - 4 mu m, and still more preferably in the range of 250 nm - 3 mu m. Preferably, the particle size d10 (d10 value) is interpreted to mean a particle size not exceeding 10 vol% of the metal particles and a particle size exceeding 90 vol% of the metal particles.

또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 금속 입자의 입자 크기 d90(d90 값)은 1.75 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 2 ㎛ 이상, 더욱더 바람직하게는 2.25 ㎛ 이상이다. 입자 크기 d90(d90 값)은 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 더욱더 바람직하게는 25 ㎛ 이하이다. 따라서, 입자 크기 d90(d90 값)은 바람직하게는 1.75 - 100 ㎛의 범위, 더욱 바람직하게는 2 - 50 ㎛의 범위, 더욱더 바람직하게는 2.25 - 25 ㎛의 범위이다. 바람직하게는, 입자 크기 d90(d90 값)은 금속 입자의 90 부피%에 미치지 못한 입자 크기와 금속 입자의 10 부피%를 능가하는 입자 크기를 의미하는 것으로 해석한다.According to another preferred embodiment, the particle size d90 (d90 value) of the metal particles is 1.75 占 퐉 or more, more preferably 2 占 퐉 or more, even more preferably 2.25 占 퐉 or more. The particle size d90 (d90 value) is preferably 100 占 퐉 or less, more preferably 50 占 퐉 or less, and still more preferably 25 占 퐉 or less. Therefore, the particle size d90 (d90 value) is preferably in the range of 1.75 - 100 탆, more preferably in the range of 2 - 50 탆, still more preferably in the range of 2.25 - 25 탆. Preferably, the particle size d90 (d90 value) is interpreted to mean a particle size not exceeding 90% by volume of the metal particles and a particle size exceeding 10% by volume of the metal particles.

상기 입자 크기에 관한 설명은 ISO 13320 (2009)에 따른 LALLS (낮은 각도의 레이저 광 산란) 방법을 통한 입자 크기의 측정 분석에 적용된다. 바람직하게는, Mastersizer 2000 (Malvern Instruments Ltd., 영국의 우스터셔 소재)이 본문에서 측정 장비로 사용된다. 측정 및 분석은 적절한 조건하에 수행된다 (예를 들어: 표준: 0.14의 굴절률, 3.99의 흡수(absorption)를 갖는 은(silver); 분산 매질: 1.36의 굴절률을 가진 에탄올; 과정: 200 ml의 에탄올을 0.5 g의 분말에 첨가하고 얻어진 현탁액을 5분간 초음파처리한 다음 측정을 위한 현탁액 분취량을 Mastersizer 2000 Hydro Accessory로 옮김; 분석용 광학 모델: Mie theory). The description of the particle size is applied to the analysis of the particle size measurement through the LALLS ( Low Angle Laser Light Scattering ) method according to ISO 13320 (2009). Preferably, a Mastersizer 2000 (Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, UK) is used as the measuring instrument in the text. Measurement and analysis are carried out under appropriate conditions (for example: standard: refractive index of 0.14, silver with absorption of 3.99; dispersion medium: ethanol with a refractive index of 1.36; course: 200 ml of ethanol) 0.5 g of powder was added and the resulting suspension was ultrasonicated for 5 minutes and then the aliquot of the suspension for the measurement was loaded on a Mastersizer 2000 Hydro Transfer to Accessory ; Optical model for analysis: Mie theory).

바람직하게는, 금속 입자는 BET(Brunauer , Emett , Teller) 측정법에 따른 비표면적이 1 - 5 ㎡/g 범위이고, 더욱 바람직하게는 1 - 4 ㎡/g 범위이다. 바람직하게는, 이러한 BET 측정은 DIN ISO 9277:2003-05에 따라 수행된다.Preferably, the metal particles have a specific surface area of 1 to 5 m 2 / g, more preferably 1 to 4 m 2 / g, according to a BET ( Brunauer , Emett , Teller ) measurement method. Preferably, such BET measurements are performed in accordance with DIN ISO 9277: 2003-05.

적절하다면, 금속 입자는 또한 금속 입자의 복수 분율의 혼합 형태로 존재할 수 있다. 상기 분율은 예를 들어 금속 입자의 조성, 형상 또는 크기가 다를 수 있다.If appropriate, the metal particles may also be present in a mixed form of a plurality of fractions of the metal particles. The fraction may vary, for example, in composition, shape or size of the metal particles.

바람직하게는, 금속 입자의 분율은 페이스트의 총 중량에 대해 50 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 60 중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 70 중량% 이상, 특히 바람직하게는 80 중량% 이상이다. 바람직하게는, 금속 입자의 분율은 페이스트의 총 중량에 대해 95 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 93 중량% 이하, 더욱더 바람직하게는 90 중량% 이하이다. 따라서, 금속 입자의 분율은 페이스트의 총 중량에 대해 [바람직하게는] 50 - 95 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 60 - 93 중량% 범위, 더욱더 바람직하게는 70 - 90 중량% 범위이다.Preferably, the fraction of metal particles is at least 50 wt%, more preferably at least 60 wt%, even more preferably at least 70 wt%, particularly preferably at least 80 wt%, based on the total weight of the paste. Preferably, the fraction of metal particles is at most 95% by weight, more preferably at most 93% by weight, even more preferably at most 90% by weight relative to the total weight of the paste. Accordingly, the fraction of the metal particles is [preferably] in the range of 50 to 95% by weight, more preferably in the range of 60 to 93% by weight, and still more preferably in the range of 70 to 90% by weight, based on the total weight of the paste.

금속 입자는 코팅을 포함할 수 있다.The metal particles may comprise a coating.

본 발명의 범위에서, 금속 입자의 코팅은 금속 입자의 표면 상의 견고한 부착층을 의미하는 것으로 해석한다. 바람직하게는, 견고한 부착층은 중력하에서는 금속 입자로부터 용이하게 탈착되지 않는 층을 의미한다.In the scope of the present invention, the coating of the metal particles is interpreted to mean a solid adhesion layer on the surface of the metal particles. Preferably, the rigid adherent layer means a layer that is not easily detached from the metal particles under gravity.

금속 입자의 코팅은 일반적으로 하나 이상의 코팅 화합물을 함유한다.The coating of metal particles generally contains at least one coating compound.

상기 하나 이상의 코팅 화합물은 바람직하게는 유기 화합물이다.The at least one coating compound is preferably an organic compound.

바람직하게는, 코팅 화합물은 포화 화합물, 모노-불포화 화합물, 다중-불포화 화합물, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.Preferably, the coating compound is selected from the group consisting of a saturated compound, a mono-unsaturated compound, a multi-unsaturated compound, and mixtures thereof.

바람직하게는, 코팅 화합물은 분지쇄형 화합물, 비분지쇄형 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.Preferably, the coating compound is selected from the group consisting of a branched chain compound, an unbranched chain compound, and mixtures thereof.

바람직하게는, 코팅 화합물은 8 - 28개, 더욱 바람직하게는 12 - 24개, 특히 바람직하게는 12 - 18개의 탄소 원자를 가진다.Preferably, the coating compound has 8 to 28, more preferably 12 to 24, particularly preferably 12 to 18 carbon atoms.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 코팅 화합물은 지방산, 지방산 염, 및 지방산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된다.According to one preferred embodiment, the coating compound is selected from the group consisting of fatty acids, fatty acid salts, and fatty acid esters.

고려할 수 있는 지방산 염은 바람직하게는 음이온 성분이 탈프로톤화된 지방산이고 양이온 성분이 암모늄 이온, 모노알킬암모늄 이온, 디알킬암모늄 이온, 트리알킬암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 구리 이온, 및 알루미늄 이온으로 이루어진 군에서 선택된 염이다. Fatty acid salts that may be considered are preferably fatty acid salts wherein the anionic component is a deprotonated fatty acid and the cationic component is selected from the group consisting of ammonium ion, monoalkylammonium ion, dialkylammonium ion, trialkylammonium ion, lithium ion, sodium ion, , And an aluminum ion.

바람직한 지방산 에스테르는 카르복실산 단위의 히드록실기가 알킬 기, 특히 메틸기, 에틸기, 프로필기, 또는 부틸기로 치환된 상응하는 지방산에서 유도된다.Preferred fatty acid esters are derived from the corresponding fatty acids in which the hydroxyl group of the carboxylic acid unit has been replaced by an alkyl group, especially a methyl, ethyl, propyl or butyl group.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 하나 이상의 코팅 화합물은 카프릴산(옥타노산), 카프르산(데카노산), 라우르산(도데카노산), 미리스트산(테트라데카노산), 팔미트산(헥사데카노산), 스테아르산(옥타데카노산), 이들의 혼합물, 뿐만 아니라 상응하는 에스테르와 염, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.According to one preferred embodiment, the at least one coating compound is selected from the group consisting of caprylic acid (octanoic acid), capric acid (decanoic acid), lauric acid (dodecanoic acid), myristic acid (tetradecanoic acid), palmitic acid Hexadecanoic acid), stearic acid (octadecanoic acid), mixtures thereof, as well as the corresponding esters and salts, and mixtures thereof.

특히 바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 코팅 화합물은 라우르산(도데카노산), 스테아르산(옥타데카노산), 스테아르산 나트륨, 스테아르산 칼륨, 스테아르산 알루미늄, 스테아르산 구리, 팔미트산 나트륨, 및 팔미트산 칼륨으로 이루어진 군에서 선택된다.According to a particularly preferred embodiment, the at least one coating compound is selected from the group consisting of lauric acid (dodecanoic acid), stearic acid (octadecanoic acid), sodium stearate, potassium stearate, aluminum stearate, copper stearate, sodium palmitate, And potassium palmitate.

바람직하게 사용되는 코팅된 금속 입자는 상업적으로 입수가능하다. 상응하는 코팅 화합물은 당업계에 일반적인 기법을 통해 금속 입자의 표면에 적용될 수 있다.Coated metal particles which are preferably used are commercially available. Corresponding coating compounds may be applied to the surface of the metal particles through techniques common in the art.

예를 들어 코팅 화합물, 특히 앞서 언급한 스테아르산염 또는 팔미트산염을 용매에서 슬러리화시키고 슬러리화된 코팅 화합물을 볼밀에서 금속 입자와 함께 분쇄(trituration)할 수 있다. 분쇄 후, 코팅 화합물로 코팅된 금속 입자를 건조한 다음 분진을 제거한다. For example, coating compounds, in particular the stearates or palmitates mentioned above, can be slurried in a solvent and the slurried coating compound can be triturated with the metal particles in a ball mill. After grinding, the metal particles coated with the coating compound are dried and then the dust is removed.

바람직하게는, 지방산, 지방산 염, 및 지방산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 코팅 화합물의 분율은 코팅의 총 중량에 대해 80 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 90 중량% 이상, 특히 바람직하게는 95 중량% 이상, 더욱더 특히 바람직하게는 99 중량% 이상, 특히 100 중량%이다.Preferably, the fraction of the at least one coating compound selected from the group consisting of fatty acids, fatty acid salts, and fatty acid esters is at least 80 wt%, more preferably at least 90 wt%, particularly preferably at least 95 wt% %, Even more preferably at least 99 wt%, especially at least 100 wt%.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 코팅 화합물의 총 분율은 코팅된 금속 입자의 총 중량을 기준으로 0.05 - 3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.07 - 2.5 중량%, 더욱더 바람직하게는 0.1 - 2.2 중량%이다.According to one preferred embodiment, the total fraction of the coating compound is from 0.05 to 3% by weight, more preferably from 0.07 to 2.5% by weight, even more preferably from 0.1 to 2.2% by weight, based on the total weight of the coated metal particles.

코팅 화합물의 질량 : 금속 입자의 표면적의 비로서 정의된 코팅도(degree of coating)는 금속 입자의 표면 제곱미터(㎡) 당 바람직하게는 0.00005 - 0.03 g, 더욱 바람직하게는 0.0001 - 0.02 g, 더욱더 바람직하게는 0.0005 - 0.02 g의 코팅 화합물이다.The degree of coating defined as the mass of the coating compound: the ratio of the surface area of the metal particles is preferably from 0.00005 to 0.03 g, more preferably from 0.0001 to 0.02 g, per square meter (m 2) of the surface area of the metal particles, Is 0.0005-0.02 g of a coating compound.

놀랍게도, 금속 입자상에 코팅을 가지면 전자 소자와 기판 사이의 연결 강도에 있어 신뢰성을 크게 개선하는 것으로 밝혀졌다.Surprisingly, it has been found that having a coating on metal particles greatly improves reliability in the bond strength between the electronic device and the substrate.

본 발명에 따르면, 페이스트는 또한 하나 이상의 활성제 (b)를 함유한다.According to the present invention, the paste also contains at least one activator (b).

활성제(activator)는 분자 중에 2 이상의 카르복실산 단위를 함유한다. 따라서, 활성제는 또한 분자 중에 2개 초과, 3개 초과 또는 4개 초과의 카르복실산 단위를 함유할 수 있다. The activator contains two or more carboxylic acid units in the molecule. Thus, the active agent may also contain more than 2, more than 3, or more than 4 carboxylic acid units in the molecule.

분자에서 카르복실산 단위의 위치는 제한이 없다. 그러나, 활성제의 카르복실산 단위는 바람직하게는 말단 위치에 배치된다.The position of the carboxylic acid unit in the molecule is not limited. However, the carboxylic acid unit of the active agent is preferably located at the terminal position.

또한, 활성제의 카르복실산 단위는 5개 이하의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 4개 이하의 탄소 원자, 더욱더 바람직하게는 3개 이하의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 2개 이하의 탄소 원자, 더욱더 특히 바람직하게는 1개 이하의 탄소 원자를 통해 서로 연결되는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 또한, 활성제의 카르복실산 단위는 하나 이상의 탄소 원자를 통해 서로 연결되는 것이 바람직하다. 활성제의 카르복실산 단위가 서로 연결되는 탄소 원자의 개수를 결정할 때, 카르복실산 단위 자체의 탄소 원자는 본 발명의 범위에 따른 계산에 포함되지 않는다. 따라서, 예를 들어 말론산(HOOCCH2COOH)의 경우, 카르복실산 단위는 하나의 탄소 원자를 통해 서로 연결되지만, 말레산(HOOC(CH)2COOH)의 경우 카르복실산 단위는 2개의 탄소 원자를 통해 서로 연결된다.In addition, the carboxylic acid unit of the activator may contain not more than 5 carbon atoms, more preferably not more than 4 carbon atoms, even more preferably not more than 3 carbon atoms, particularly preferably not more than 2 carbon atoms, Particularly preferably not more than one carbon atom. It is also preferred that the carboxylic acid units of the activator are connected to one another via one or more carbon atoms. When determining the number of carbon atoms to which the carboxylic acid units of the activator are connected, the carbon atoms of the carboxylic acid unit itself are not included in the calculation according to the scope of the present invention. Thus, for example, in the case of malonic acid (HOOCCH 2 COOH), the carboxylic acid units are linked together through one carbon atom, while in the case of maleic acid (HOOC (CH 2 COOH) They are interconnected via atoms.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 활성제는 2개 이상의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 3개 이상의 탄소 원자를 포함한다. 바람직하게는, 활성제는 18개 이하의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 14개 이하의 탄소 원자, 더욱더 바람직하게는 12개 이하의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 10개 이하의 탄소 원자, 더욱더 특히 바람직하게는 8개 이하의 탄소 원자, 특히 6개 이하의 탄소 원자를 포함한다. 따라서, 활성제는 바람직하게는 2 - 18개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 2 - 14개의 탄소 원자, 더욱더 바람직하게는 2 - 12개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 2 - 10개의 탄소 원자, 더욱 특히 바람직하게는 2 - 8개의 탄소 원자, 특히 2 - 6개의 탄소 원자 또는 3 - 6개의 탄소 원자를 포함한다.According to one preferred embodiment, the activator comprises two or more carbon atoms, more preferably three or more carbon atoms. Preferably, the activator contains no more than 18 carbon atoms, more preferably no more than 14 carbon atoms, even more preferably no more than 12 carbon atoms, particularly preferably no more than 10 carbon atoms, Contains up to 8 carbon atoms, especially up to 6 carbon atoms. Thus, the activator preferably has 2 to 18 carbon atoms, more preferably 2 to 14 carbon atoms, even more preferably 2 to 12 carbon atoms, particularly preferably 2 to 10 carbon atoms, Contains 2 to 8 carbon atoms, especially 2 to 6 carbon atoms or 3 to 6 carbon atoms.

활성제는 포화 또는 불포화 화합물일 수 있다.The activator may be a saturated or an unsaturated compound.

불포화 활성제는 바람직하게는 분자 중에 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 포함한다. 또한, 시스-이성체가 특히 유리한 활성제인 것으로 확인되었다.The unsaturated activator preferably comprises at least one carbon-carbon double bond in the molecule. It has also been found that cis-isomers are particularly advantageous activators.

활성제는 분지쇄형 또는 비분지쇄형 화합물일 수 있다.The active agent may be a branched or non-branched chain compound.

분지쇄형 활성제의 측쇄(side chain)의 길이, 종류 및 위치는 어떠한 제약도 없다. 바람직하게는, 분지쇄형 활성제는 1-8개의 탄소 원자의 길이를 가진 하나 이상의 측쇄를 포함한다. 일반적으로, 상기 측쇄는 알킬 사슬이며, 이는 적절한 경우에 치환될 수 있다.There is no restriction on the length, type and position of the side chain of the branched chain activator. Preferably, the branched actives comprise at least one side chain having a length of from 1 to 8 carbon atoms. In general, the side chain is an alkyl chain, which may be substituted as appropriate.

활성제는 방향족 또는 지방족 화합물일 수 있다. 그러나, 활성제는 지방족 화합물인 것이 바람직하다.The activator may be aromatic or aliphatic. However, the activator is preferably an aliphatic compound.

카르복실산 단위에 존재하는 산소 원자 이외에, 본 발명에 따른 활성제는 헤테로 원자를 추가로 포함할 수 있다. 그러나, 활성제는 바람직하게는 카르복실산 단위 중의 산소 원자 이외에 어떠한 헤테로 원자를 함유하지 않는다.In addition to the oxygen atoms present in the carboxylic acid units, the active agents according to the invention may further comprise hetero atoms. However, the activator preferably does not contain any heteroatoms other than the oxygen atoms in the carboxylic acid unit.

바람직하게는, 활성제의 카르복실산 단위는 페이스트에서 비프로톤화 형태로 존재한다. 따라서 카르복실산 단위의 해리가 진행되지 않도록 하기 위해 분산 매질을 적절히 선택하는 것이 유리할 수 있다.Preferably, the carboxylic acid unit of the active agent is present in a nonprotonated form in the paste. Therefore, it may be advantageous to select a suitable dispersing medium to prevent dissociation of carboxylic acid units.

다수의 경우에 활성제는 300℃ 온도 이하, 더욱 바람직하게는 270℃ 온도 이하, 더욱더 바람직하게는 240℃ 온도 이하, 특히 바람직하게는 200℃ 온도 이하의 분해점(decomposition point)을 갖는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 이러한 경우에, 활성제의 분해점은 바람직하게는 100 - 300℃ 범위, 더욱 바람직하게는 110 - 270℃ 범위, 더욱더 바람직하게는 120 - 240℃ 범위, 특히 바람직하게는 130 - 200℃ 범위이다.In many cases it has proven advantageous for the activator to have a decomposition point of less than 300 ° C, more preferably less than 270 ° C, even more preferably less than 240 ° C, particularly preferably less than 200 ° C . In this case, the decomposition point of the active agent is preferably in the range of from 100 to 300 ° C, more preferably from 110 to 270 ° C, even more preferably from 120 to 240 ° C, particularly preferably from 130 to 200 ° C.

또한, 다수의 경우에 활성제의 융점은 80℃ 이상, 더욱 바람직하게는 90℃ 이상, 더욱더 바람직하게는 100℃ 이상인 것이 유리한 것으로 입증되었다. 이러한 경우에, 융점은 200℃ 이하, 더욱 바람직하게는 180℃ 이하, 더욱더 바람직하게는 160℃ 이하인 것이 바람직하다. 따라서, 바람직하게는, 활성제의 융점은 80 - 200℃의 범위, 더욱 바람직하게는 90 - 180℃의 범위, 더욱더 바람직하게는 100 - 160℃의 범위이다.It has also proven advantageous in many cases that the melting point of the activator is at least 80 ° C, more preferably at least 90 ° C, even more preferably at least 100 ° C. In this case, the melting point is preferably 200 ° C or lower, more preferably 180 ° C or lower, still more preferably 160 ° C or lower. Thus, preferably, the melting point of the active agent is in the range of 80-200 ° C, more preferably in the range of 90-180 ° C, even more preferably in the range of 100-160 ° C.

활성제는 비착화된 형태로 존재할 수 있다. 한편, 활성제는 또한 착화된 형태로, 바람직하게는 원소 주기율표의 분족(subgroup) 원소를 포함하는 착물로서 존재할 수 있다. 활성제가 착화된 형태로 존재하면, 이는 특히 착화된 디카르복실산일 수 있다.The active agent can be present in its non-complexed form. On the other hand, the activator may also be present in a complex form, preferably as a complex comprising a subgroup element of the Periodic Table of the Elements. If the active agent is present in complexed form, it may be a particularly complexed dicarboxylic acid.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 활성제는 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 시스-부텐디오산 (말레산), 트랜스-부텐디오산(푸마르산), 시스-2-펜테노산, 트랜스-2-펜테노산, 및 디메틸말론산으로 이루어진 군에서 선택된다.According to one preferred embodiment, the active agent is selected from the group consisting of oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, cis-butenedioic acid (maleic acid), trans-butenedioic acid (fumaric acid) Pentanoic acid, trans-2-pentenoic acid, and dimethylmalonic acid.

특히 바람직한 실시양태에 따르면, 활성제는 옥살산, 말론산, 말레산, 및 디메틸말론산으로 이루어진 군에서 선택된다.According to a particularly preferred embodiment, the active agent is selected from the group consisting of oxalic acid, malonic acid, maleic acid, and dimethyl malonic acid.

더욱 특히 바람직한 실시양태에 따르면, 활성제는 옥살산, 말론산, 말레산, 및 디메틸말론산으로 이루어진 군에서 선택된다.According to a more particularly preferred embodiment, the activator is selected from the group consisting of oxalic acid, malonic acid, maleic acid, and dimethyl malonic acid.

활성제의 분율은 바람직하게는 페이스트의 총 중량에 대해 0.1 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.3 중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 0.5 중량% 이상, 특히 바람직하게는 1 중량% 이상, 더욱더 특히 바람직하게는 2 중량% 이상이다. 바람직하게는, 활성제의 분율은 페이스트의 총 중량에 대해 30 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 20 중량% 이하, 더욱더 바람직하게는 10 중량% 이하, 특히 바람직하게는 7 중량% 이하, 더욱더 특히 바람직하게는 5 중량% 이하이다. 따라서, 활성제의 분율은 페이스트의 총 중량에 대해 0.1 - 30 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 0.3 - 20 중량% 범위, 더욱더 바람직하게는 0.5 - 10 중량% 범위, 특히 바람직하게는 1 - 7 중량% 범위, 더욱더 특히 바람직하게는 2 - 5 중량% 범위이다.The fraction of the active agent is preferably at least 0.1% by weight, more preferably at least 0.3% by weight, even more preferably at least 0.5% by weight, particularly preferably at least 1% by weight, 2% by weight or more. Preferably, the fraction of active agent is at most 30% by weight, more preferably at most 20% by weight, even more preferably at most 10% by weight, particularly preferably at most 7% by weight, Is not more than 5% by weight. Accordingly, the fraction of the active agent is in the range of 0.1 to 30% by weight, more preferably 0.3 to 20% by weight, still more preferably 0.5 to 10% by weight, particularly preferably 1 to 7% by weight, Even more preferably in the range of 2 - 5% by weight.

또한, 본 발명에 따른 페이스트는 분산 매질 (c)을 함유한다.In addition, the paste according to the present invention contains the dispersion medium (c).

금속 입자 (a)는 분산 매질 (c)에서 분산가능한 것이 바람직하다. 하나 이상의 활성제 (b)가 또한 분산 매질 (c)에서 분산가능할 수 있다. 그러나, 활성제 (b)는 분산 매질 (c)에서 가용성일 수 있다.The metal particles (a) are preferably dispersible in the dispersion medium (c). More than one active agent (b) may also be dispersible in the dispersion medium (c). However, the active agent (b) may be soluble in the dispersion medium (c).

분산 매질은 당업계에서 통상적인 분산 매질일 수 있다.The dispersion medium may be a dispersion medium customary in the art.

따라서, 분산 매질은 하나 이상의 용매를 함유할 수 있다.Thus, the dispersion medium may contain one or more solvents.

예를 들어 유기 화합물이 이러한 맥락에서 고려가능한 용매이다.For example, organic compounds are solvents that can be considered in this context.

상기 유기 화합물은 바람직하게는 5 - 50개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 8 - 32개의 탄소 원자, 더욱더 바람직하게는 18 - 32개의 탄소 원자를 함유한다.The organic compound preferably contains 5 to 50 carbon atoms, more preferably 8 to 32 carbon atoms, even more preferably 18 to 32 carbon atoms.

유기 화합물은 분지쇄형 또는 비분지쇄형일 수 있다. 유기 화합물은 또한 환형 화합물일 수 있다. The organic compound may be branched or unbranched. The organic compound may also be a cyclic compound.

유기 화합물은 또한 본래 지방족 또는 방향족일 수 있다. The organic compounds may also be inherently aliphatic or aromatic.

또한, 용매로서 사용되는 유기 화합물은 포화되거나 모노- 또는 다중-불포화된 화합물일 수 있다.In addition, the organic compound used as a solvent may be a saturated or mono-or multi-unsaturated compound.

유기 화합물은 또한 헤테로 원자, 특히 산소 원자 또는 질소 원자를 포함할 수도 있다. 상기 헤테로 원자는 작용기의 일부분일 수 있다. 고려될 수 있는 작용기는 예를 들면 카르복실산 기, 에스테르 기, 케토 기, 알데히드 기, 히드록실 기, 아미노 기, 아마이드 기, 아조 기, 이미드 기, 시아노 기 또는 니트릴 기를 포함한다. The organic compound may also contain a heteroatom, especially an oxygen atom or a nitrogen atom. The heteroatom may be part of a functional group. The functional groups that may be considered include, for example, carboxylic acid groups, ester groups, keto groups, aldehyde groups, hydroxyl groups, amino groups, amide groups, azo groups, imide groups, cyano groups or nitrile groups.

따라서, 예를 들어, α-터피네올((R)-(+)-α-터피네올, (S)-(-)-α-터피네올 또는 라세미체), β-터피네올, γ-터피네올, δ-터피네올, 상기 터피네올들의 혼합물, N-메틸-2-피롤리돈, 에틸렌 글리콜, 디메틸아세트아마이드, 알콜, 특히 5-9개의 탄소 원자를 가진 비분지쇄형 또는 분지쇄형 사슬을 포함하는 알콜, 1-헥산올, 1-옥탄올, 1-도데칸올, 1-트리데칸올, 2-트리데칸올, 3-트리데칸올, 4-트리데칸올, 5-트리데칸올, 6-트리데칸올, 이소트리데칸올, 이염기성(dibasic) 에스테르(바람직하게는 글루타르산, 아디프산 또는 숙신산의 디메틸에스테르 또는 이의 혼합물), 글리세롤, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 또는 이들의 혼합물이 용매로서 사용될 수 있다. Thus, for example, it is possible to use a compound of formula (I), such as alpha-terpineol ((R) - (+) - alpha-terpineol, (S) terpineol, mixtures of the above terpineols, N-methyl-2-pyrrolidone, ethylene glycol, dimethylacetamide, alcohols, especially non-branches with 5-9 carbon atoms 1-hexanol, 1-octanol, 1-dodecanol, 1-tridecanol, 2-tridecanol, 3-tridecanol, 4-tridecanol, 5-tridecanol (Preferably dimethyl ester of glutaric acid, adipic acid or succinic acid or a mixture thereof), glycerol, diethylene glycol, di (triethylene glycol), triethylene glycol, triethylene glycol, Ethylene glycol or a mixture thereof may be used as the solvent.

또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 분산 매질은 하나 이상의 비양성자성(aprotic) 용매를 함유한다. 하나 이상의 비양성자성 용매의 분율은 25℃의 온도 및 1.1013 bar의 압력에서 액체인 페이스트의 모든 성분들의 총 중량에 대해 70 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 80 중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 90 중량% 이상, 특히 바람직하게는 95 중량% 이상, 더욱더 특히 바람직하게는 99 중량% 이상인 것이 유리할 수 있다. According to another preferred embodiment, the dispersion medium contains one or more aprotic solvents. The fraction of the at least one aprotic solvent is at least 70 wt%, more preferably at least 80 wt%, even more preferably at least 90 wt%, based on the total weight of all components of the paste that is liquid at a temperature of 25 캜 and a pressure of 1.1013 bar %, Particularly preferably not less than 95% by weight, still more preferably not less than 99% by weight.

비양성자성 용매는 바람직하게는 지방족 탄화수소 화합물, 카르복실산 에스테르, 및 에테르로 이루어진 군에서 선택된다.The aprotic solvent is preferably selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbon compounds, carboxylic acid esters, and ethers.

특히 바람직한 실시양태에 따르면, 분산 매질은 하나 이상의 지방족 탄화수소 화합물을 함유한다. 상기 지방족 탄화수소 화합물은 바람직하게는 5 - 50개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 8 - 32개의 탄소 원자, 더욱더 바람직하게는 18 - 32개의 탄소 원자를 포함한다.According to a particularly preferred embodiment, the dispersion medium contains at least one aliphatic hydrocarbon compound. The aliphatic hydrocarbon compound preferably contains 5 to 50 carbon atoms, more preferably 8 to 32 carbon atoms, even more preferably 18 to 32 carbon atoms.

따라서, 지방족 탄화수소 화합물은 또한 파라핀일 수 있다.Thus, the aliphatic hydrocarbon compound may also be paraffin.

분산 매질의 분율은 페이스트의 총 중량에 대해 바람직하게는 5 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 8 중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 10 중량% 이상이다. 바람직하게는, 분산 매질의 분율은 페이스트의 총 중량에 대해 40 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 30 중량% 이하, 더욱더 바람직하게는 20 중량% 이하, 특히 바람직하게는 15 중량% 이하이다. 따라서, 분산 매질의 분율은 페이스트의 총 중량에 대해 바람직하게는 5 - 40 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 8 - 30 중량% 범위, 더욱더 바람직하게는 10 - 20 중량% 범위이다. The fraction of the dispersion medium is preferably at least 5% by weight, more preferably at least 8% by weight, and even more preferably at least 10% by weight based on the total weight of the paste. Preferably, the fraction of the dispersion medium is 40 wt% or less, more preferably 30 wt% or less, still more preferably 20 wt% or less, particularly preferably 15 wt% or less, based on the total weight of the paste. Accordingly, the fraction of the dispersing medium is preferably in the range of 5 to 40 wt%, more preferably 8 to 30 wt%, and still more preferably 10 to 20 wt% with respect to the total weight of the paste.

본 발명에 따른 페이스트는 금속 입자 (a), 하나 이상의 활성제 (b), 및 분산 매질 (c) 이외에 적절한 경우에 추가 물질을 함유할 수 있다. The paste according to the present invention may contain, in addition to the metal particles (a), the at least one activator (b), and the dispersion medium (c), if appropriate, additional substances.

고려될 수 있는 추가 물질은 당업계에서 일반적인 희석제, 농후제, 및 안정화제이다.Additional materials that may be considered are diluents, thickeners, and stabilizers that are common in the art.

바람직하게는, (a) 금속 입자, (b) 분자 중에 2 이상의 카르복실산 단위를 가진 하나 이상의 활성제, 및 (c) 분산 매질을 제외한 물질들의 분율은 페이스트의 총 중량에 대해 20 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 15 중량% 이하, 더욱더 바람직하게는 10 중량% 이하, 특히 바람직하게는 5 중량% 이하, 더욱더 특히 바람직하게는 3 중량% 이하, 특히 1 중량% 이하이다.Preferably, the fraction of materials excluding (a) metal particles, (b) at least one activator having at least two carboxylic acid units in the molecule, and (c) a dispersing medium is at most 20% More preferably not more than 15% by weight, even more preferably not more than 10% by weight, particularly preferably not more than 5% by weight, even more preferably not more than 3% by weight, especially not more than 1% by weight.

본 발명에 따른 페이스트는 당업계에 일반적인 수단을 통해 제조될 수 있다.The paste according to the present invention can be produced by means common in the art.

페이스트는 예를 들어 (a) 금속 입자, (b) 분자 중에 2 이상의 카르복실산 단위를 가진 하나 이상의 활성제, 및 (c) 분산 매질을 혼합하여 제조될 수 있다.The paste may be prepared, for example, by mixing (a) metal particles, (b) at least one activator having at least two carboxylic acid units in the molecule, and (c) a dispersing medium.

특히 바람직한 실시양태에 따르면, 페이스트는 다단계로 제조된다. According to a particularly preferred embodiment, the paste is prepared in multiple stages.

이러한 맥락에서, 제1 단계에서 하나 이상의 활성제 (b)를 분쇄한다. 분쇄는 밀(mill)에서 진행될 수 있으며 분산 매질 (c)에서 활성제의 분산능을 개선하는 역할을 한다.In this context, one or more active agents (b) are milled in a first step. The milling can proceed in a mill and serves to improve the dispersibility of the active agent in the dispersion medium (c).

이후 제2 단계에서 분쇄된 활성제 (b)를 분산 매질 (c)과 배합할 수 있다. 이 단계에서 분산 매질 (c) 중 활성제 (c)의 균일한 현탁액을 제조하는 것이 일반적이다. 상기 균일 현탁액을 제조하기 위해, 혼합물은 적절한 경우에 믹서, 예를 들어 Ultraturax 믹서로 처리될 수 있다.The active agent (b) pulverized in the second step can then be combined with the dispersion medium (c). At this stage, it is common to prepare a uniform suspension of the active agent (c) in the dispersion medium (c). To prepare the homogeneous suspension, the mixture may be treated with a mixer, such as an Ultraturax mixer where appropriate.

마지막으로, 제2 단계에서 얻어진 현탁액을 제3 단계에서 금속 입자 (a)와 배합할 수 있다. 이후, 얻어진 혼합물은 적절하다면 예를 들어 수동식으로 균질화된다. 이후, 혼합물은 필요시 롤러 밀을 반복적으로 통과한 후 추가로 균질화될 수 있다. 이후 얻어진 페이스트는 의도된 용도로 사용될 수 있다.Finally, the suspension obtained in the second step can be combined with the metal particles (a) in the third step. The resulting mixture is then homogenized, for example, manually if appropriate. The mixture can then be further homogenized after repeated passes through the roller mill if necessary. The resulting paste can then be used for the intended application.

본 발명에 따른 페이스트는 바람직하게는 하나 이상의 전자 소자를 하나 이상의 기판에 연결하기 위해 사용된다.The paste according to the present invention is preferably used to connect one or more electronic elements to one or more substrates.

본 방법에서, 하나 이상의 전자 소자는 바람직하게는 기판상에 고정된다.In the present method, one or more electronic elements are preferably fixed on the substrate.

상기 고정은 소결을 통해 이루어진다. 본 발명의 범위에서, 소결은 액상을 형성함이 없이 가열을 통해 2 이상의 구성요소를 연결하는 것을 의미하는 것으로 해석한다. 따라서, 소결은 바람직하게는 하나 이상의 전자 소자와 기판 사이에 견고하게 결합된 연결을 제공한다.The fixation is accomplished through sintering. In the scope of the present invention, sintering is interpreted to mean connecting two or more components through heating without forming a liquid phase. Thus, the sintering preferably provides a firmly connected connection between the one or more electronic elements and the substrate.

당업계에 알려진 바와 같이, 전자 소자는 전자 장치(electronic arrangement)의 일부분일 수 있는 물체인 것으로 해석한다. 바람직한 일 실시양태에 따르면, 전자 소자는 더 이상 해체될 수 없고 전자 회로의 구성요소로서 기능할 수 있는 단일 구성요소를 의미하는 것으로 해석한다. 단위로서, 전자 소자는 적절하다면 복수의 구성요소로 이루어질 수 있다. 전자 소자는 예를 들면 능동 소자 또는 수동 소자일 수 있다. 특정 실시양태에 따르면, 전자 소자는 고전력 전자기기에 사용된다. 바람직하게는, 전자 소자는 다이오드 (예를 들면 LED, 발광 다이오드), 트랜지스터 (예를 들면 IGBT, 절연된-게이트 바이폴라 트랜지스터, 절연된 게이트 전극을 갖는 바이폴라 트랜지스터), 집적 회로, 반도체 칩, 베어(bare) 칩 (다이), 저항기, 센서, 커패시터, 코일, 및 히트 싱크(heat sink)로 이루어진 군에서 선택된다.As is known in the art, electronic devices are interpreted to be objects that can be part of an electronic arrangement. According to a preferred embodiment, the electronic device is interpreted as meaning a single component that can no longer be disassembled and can function as a component of an electronic circuit. As a unit, the electronic device can be composed of a plurality of components as appropriate. The electronic device can be, for example, an active device or a passive device. According to certain embodiments, electronic devices are used in high power electronic devices. Preferably, the electronic device is selected from the group consisting of diodes (e.g. LEDs, light emitting diodes ), transistors (e.g. IGBTs, insulated-gate bipolar transistors , bipolar transistors with insulated gate electrodes), integrated circuits, bare) is selected from the group consisting of a chip (die), a resistor, a sensor, a capacitor, a coil, and a heat sink (heat sink).

일반적으로, 기판은 전자 소자에 연결될 수 있는 물체를 의미하는 것으로 해석한다. 바람직한 일 실시양태에 따르면, 기판은 리드 프레임, DCB 기판(직접-구리- 결합된 기판), 및 세라믹 기판으로 이루어진 군에서 선택된다. In general, the substrate is interpreted to mean an object that can be connected to an electronic device. According to one preferred embodiment, the substrate is a lead frame , a DCB substrate ( direct-copper- bonded Substrate), and a ceramic substrate.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 전자 소자와 기판의 하기 쌍이 서로 연결된다: LED/리드 프레임, LED/세라믹 기판, 다이/리드 프레임, 다이/세라믹 기판, 다이/DCB 기판, 다이오드/리드 프레임, 다이오드/세라믹 기판, 다이오드/DCB 기판, IGBT/리드 프레임, IGBT/세라믹 기판, IGBT/DCB 기판, 집적 회로/리드 프레임, 집적 회로/세라믹 기판, 집적 회로/DCB 기판, 센서/리드 프레임, 센서/세라믹 기판, 히트 싱크(바람직하게는 구리 또는 알루미늄 히트 싱크)/DCB, 히트 싱크 (바람직하게는 구리 또는 알루미늄 히트 싱크)/세라믹 기판, 히트 싱크/리드 프레임, 커패시터(바람직하게는 탄탈룸 커패시터, 더욱 바람직하게는 밀봉되지 않은(unenclosed) 조건하에)/리드 프레임. According to one preferred embodiment, the pair to the electronic component and the substrate are connected to each other: LED / lead frames, LED / ceramic substrate, the die / leadframe, a die / ceramic substrate, the die / DCB substrate, the diode / lead frame, the diode / a ceramic substrate, a diode / DCB substrate, IGBT / leadframe, IGBT / ceramic substrate, IGBT / DCB substrate, an integrated circuit / lead frame, an integrated circuit / ceramic substrate, an integrated circuit / DCB substrate, the sensor / lead frame, a sensor / ceramic substrate, , A heat sink (preferably a copper or aluminum heat sink) / a DCB, a heat sink (preferably a copper or aluminum heat sink) / a ceramic substrate, a heat sink / lead frame , a capacitor (preferably a tantalum capacitor, Under unenclosed conditions) / lead frame .

또다른 바람직한 실시양태에 따르면, 복수의 전자 소자들이 기판에 연결될 수 있다. 또한, 기판의 대향측(opposite sides)상에 전자 소자를 배열하는 것이 바람직할 수 있다.According to another preferred embodiment, a plurality of electronic elements can be connected to the substrate. It may also be desirable to arrange electronic components on opposite sides of the substrate.

그러나, 전자 소자와 기판은 모두 하나 이상의 컨택 영역을 포함한다. However, both the electronic device and the substrate include one or more contact regions.

본 발명의 범위에서, 컨택 영역은 기판이 본 발명에 따른 페이스트를 통해 접촉하는 전자 소자의 영역 또는 전자 소자가 본 발명에 따른 페이스트를 통해 접촉하는 기판의 영역을 의미하는 것으로 해석한다. 따라서, 전자 소자의 컨택 영역은 바람직하게는, 일단 기판이 여기에 연결되면 기판에 의해 덮힌 컨택 표면을 포함한다. 게다가, 기판의 컨택 영역은 바람직하게는, 일단 전자 소자가 여기에 연결되면 전자 소자에 의해 덮힌 컨택 표면을 포함한다. 바람직하게는, 전자 소자의 컨택 영역은 (컨택 표면의 폭과 길이를 통해 정해진) 전자 소자의 컨택 영역의 컨택 표면과 50 nm의 두께에 의해 정의된 부피를 가진다. 게다가, 기판의 컨택 영역은 바람직하게는 (컨택 표면의 폭과 길이를 통해 정의된) 기판의 컨택 영역의 컨택 표면과 50 nm의 두께에 의해 정해진 부피를 가진다. 전자 소자 및 기판의 컨택 영역의 상기 부피는 소정 중량을 가진다. 상기 중량은 예를 들어 오거 분광법(Auger spectroscopy)에 의한 스퍼터링을 통해 컨택 영역을 제거한 다음 제거된 영역의 중량을 측정함으로써 결정될 수 있다.In the scope of the present invention, the contact area is understood to mean the area of the electronic element that the substrate contacts through the paste according to the present invention, or the area of the substrate where the electronic element contacts through the paste according to the present invention. Thus, the contact area of the electronic device preferably comprises a contact surface once covered by the substrate once the substrate is connected thereto. In addition, the contact area of the substrate preferably includes a contact surface once covered by the electronic component once the electronic component is connected thereto. Preferably, the contact area of the electronic device has a volume defined by a thickness of 50 nm with the contact surface of the contact area of the electronic device (defined through the width and length of the contact surface). In addition, the contact area of the substrate preferably has a volume determined by a thickness of 50 nm with the contact surface of the contact area of the substrate (defined through the width and length of the contact surface). The volume of the electronic device and the contact area of the substrate has a predetermined weight. The weight can be determined, for example, by removing the contact area through sputtering by Auger spectroscopy and then measuring the weight of the removed area.

컨택 영역은 전자 소자 또는 기판에 적용되는 영역일 수 있다. 예를 들어, 다수의 경우에, 금속화(metallisation)가 연결될 전자 소자의 표면에 적용된다. 상기 금속화는 다수의 경우에 100-400 nm 범위의 두께를 차지할 수 있다. 이러한 유형의 금속화 또는 이의 영역은 본 발명에 따른 컨택 영역을 나타낼 수 있다.The contact region may be an area applied to the electronic element or substrate. For example, in many cases, metallisation is applied to the surface of the electronic device to be connected. The metallization may in many cases take up a thickness in the range of 100-400 nm. This type of metallization, or its area, may represent the contact area according to the present invention.

한편, 컨택 영역은 또한 전자 소자의 일체형 구성요소(integral component) 또는 기판의 일체형 구성요소일 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따르면, 구리로 제조된 리드 프레임이 기판으로 사용될 수 있다. 이러한 리드 프레임은 수 밀리미터 범위의 두께를 가질 수 있다. 이 경우, 물질 또는 구조 측면에서 상기 리드 프레임의 다른 영역과 반드시 상이할 필요가 없는 상기 리드 프레임의 일 영역이 본 발명에 따른 컨택 영역을 나타낼 수 있다.On the other hand, the contact area may also be an integral component of the electronic device or an integral component of the substrate. For example, according to the present invention, a lead frame made of copper can be used as a substrate. Such a leadframe may have a thickness in the range of a few millimeters. In this case, one region of the lead frame that does not necessarily differ from other regions of the lead frame in terms of material or structure may represent the contact region according to the present invention.

전자 소자 및 기판의 컨택 영역 중 하나 이상은 하나 이상의 비귀금속을 함유한다.At least one of the electronic device and the contact area of the substrate contains one or more non-noble metals.

바람직한 일 실시양태에 따르면, 비귀금속을 포함하는 전자 소자 및 기판의 컨택 영역 중 하나 이상은 (i) 구리, 알루미늄, 아연 및 니켈, (ii) 구리, 알루미늄, 아연 및 니켈로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 합금, 및 (iii) 구리, 알루미늄, 아연 및 니켈로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 금속간 상(intermetallic phase)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 성분을 함유한다.According to one preferred embodiment, at least one of the contact regions of the electronic device and the substrate comprising a noble metal comprises (i) at least one element selected from copper, aluminum, zinc and nickel, (ii) copper, aluminum, And (iii) an intermetallic phase comprising at least one element selected from copper, aluminum, zinc and nickel.

하나 이상의 비귀금속의 분율, 예를 들어 구리, 알루미늄, 아연 및 니켈로 이루어진 군에서 선택된 비귀금속은 비귀금속을 포함하는 컨택 영역의 중량에 대해 바람직하게는 5 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 7 중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 10 중량% 이상, 특히 바람직하게는 15 중량% 이상, 더욱더 특히 바람직하게는 50 중량% 이상, 특히 90 중량% 이상이다.The proportion of one or more non-noble metals, for example, a non-noble metal selected from the group consisting of copper, aluminum, zinc and nickel, is preferably at least 5 wt%, more preferably at least 7 wt% , More preferably at least 10 wt%, particularly preferably at least 15 wt%, even more preferably at least 50 wt%, especially at least 90 wt%.

바람직하게는, 비귀금속, 더욱 바람직하게는 구리, 알루미늄, 아연 및 니켈로 이루어진 군에서 선택된 비귀금속은 컨택 영역의 주성분이다. 본 발명의 범위에서, 컨택 영역의 주성분은 상기 컨택 영역에 존재하는 임의의 다른 성분 보다 더 높은 분율로 상기 컨택 영역에 존재하는 성분을 의미하는 것으로 해석한다.Preferably, a non-noble metal, more preferably a non-noble metal selected from the group consisting of copper, aluminum, zinc and nickel, is the main component of the contact area. In the scope of the present invention, the principal component of the contact region is understood to mean a component present in the contact region at a higher fraction than any other component present in the contact region.

본 발명의 범위에서, 비귀금속을 포함하는 컨택 영역은 또한 특히 귀금속을 비롯한 다른 성분을 포함할 수 있다.In the scope of the present invention, the contact region comprising a non-noble metal may also include other components, especially noble metals.

비귀금속을 포함하는 컨택 영역이 구리, 알루미늄, 아연 및 니켈로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 합금을 함유한다면, 합금은 예를 들면 구리, 니켈, 아연 및 일반 불순물을 주성분으로 하는 합금 또는 주석, 금, 및 일반 불순물을 주성분으로 하는 합금일 수 있다.If the contact region containing the non-noble metal contains an alloy comprising at least one element selected from copper, aluminum, zinc and nickel, the alloy may be an alloy or tin, such as, for example, copper, nickel, zinc and general impurities, , And an alloy containing a general impurity as a main component.

본 발명에 따른 방법의 제1 단계에서, 제1 컨택 영역을 가진 기판과 제2 컨택 영역을 가진 전자 소자가 제공되며, 상기 컨택 영역 중 하나 이상은 비귀금속을 함유한다.In a first step of the method according to the invention, an electronic device is provided having a substrate having a first contact region and a second contact region, wherein at least one of the contact regions contains a non-precious metal.

따라서, 기판의 컨택 영역, 또는 전자 소자의 컨택 영역, 또는 기판의 컨택 영역과 전자 소자의 컨택 영역이 비귀금속을 함유할 수 있다.Thus, the contact area of the substrate, or the contact area of the electronic device, or the contact area of the electronic device and the contact area of the substrate may contain a non-noble metal.

의미상, 기판은 제1 컨택 영역을 포함하고 전자 소자는 제2 컨택 영역을 포함한다. 또한, 기판 또는 전자 소자는 적절하다면 추가 컨택 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어 리드 프레임이 기판으로 사용된다면, 상기 리드 프레임은 일반적으로 다수의 전자 소자들에 연결되어 서브어셈블리를 형성하기 위해 의도된 다수의 (인접한) 컨택 영역들을 함유한다.Semantically, the substrate comprises a first contact area and the electronic device comprises a second contact area. In addition, the substrate or electronic component may include additional contact areas, if appropriate Can be. For example, if a leadframe is used as a substrate, the leadframe generally includes a plurality of (adjacent) contact regions intended to form a subassembly connected to a plurality of electronic components.

본 발명에 따른 방법의 다음 단계에서, 앞서 제공된 정의에 따른 페이스트가 제공된다.In the next step of the process according to the invention, a paste according to the definition given above is provided.

따라서, 상기 페이스트는 (a) 금속 입자, (b) 분자 중에 2 이상의 카르복실산 단위를 가진 하나 이상의 활성제, 및 (c) 분산 매질을 함유한다.Accordingly, the paste contains (a) metal particles, (b) at least one activator having at least two carboxylic acid units in the molecule, and (c) a dispersing medium.

구조체는 본 발명에 따른 방법의 추가 단계에서 생성된다. The structure is created in a further step of the method according to the invention.

상기 구조체는 적어도 기판, 전자 소자, 및 페이스트를 함유한다. 이러한 맥락에서, 상기 페이스트는 기판의 제1 컨택 영역과 전자 소자의 제2 컨택 영역 사이에 위치한다. 따라서, 기판의 제1 표면은 페이스에 의해 전자 소자의 제2 표면과 접촉한다.The structure contains at least a substrate, an electronic device, and a paste. In this context, the paste is positioned between the first contact area of the substrate and the second contact area of the electronic device. Thus, the first surface of the substrate is in contact with the second surface of the electronic device by the face.

구조체는 예를 들어 기판의 제1 컨택 영역의 컨택 표면에 페이스트를 도포하고 도포된 페이스트상에 제2 컨택 영역의 컨택 표면에 의해 전자 소자를 배치함으로써 생성될 수 있다. 게다가, 구조체는 또한 예를 들어 전자 소자의 제2 컨택 영역의 컨택 표면에 페이스트를 도포하고 도포된 페이스트상에 제1 컨택 영역의 컨택 표면에 의해 기판을 배치함으로써 생성될 수 있다. 페이스트의 도포는 바람직하게는 당업계에 공지된 적용 기법, 예를 들어 인쇄법(예, 스크린 인쇄 또는 스텐실 인쇄), 분산 기법, 분무 기법, 핀 전달 또는 침지에 의해 수행될 수 있다.The structure may be created, for example, by applying the paste to the contact surface of the first contact area of the substrate and placing the electronic component by the contact surface of the second contact area on the applied paste. In addition, the structure may also be created, for example, by applying a paste to the contact surface of the second contact area of the electronic device and placing the substrate by the contact surface of the first contact area on the applied paste. Application of the paste may preferably be performed by application techniques well known in the art, such as printing (e.g., screen printing or stencil printing), dispersion techniques, spray techniques, pin transfer or immersion.

기판의 제1 표면과 전자 소자의 제2 표면 사이의 거리(구조체를 제조한 직후 실질적으로 페이스트의 두께에 의해 결정됨)는 바람직하게는 20 - 200 ㎛의 범위, 더욱 바람직하게는 50 - 100 ㎛의 범위이다.The distance between the first surface of the substrate and the second surface of the electronic device (determined substantially by the thickness of the paste immediately after fabricating the structure) is preferably in the range of 20-200 microns, more preferably 50-100 microns Range.

일단 구조체가 제조되면, 적절하다면 이를 건조시킬 수 있다. 바람직하게는, 구조체는 80 - 200℃ 범위의 온도, 더욱 바람직하게는 100 - 150℃ 범위의 온도에서 건조된다. 건조는 바람직하게는 2 - 20 분간, 더욱 바람직하게는 5 - 10 분간 수행된다. 원한다면, 건조는 또한 대신에 또는 부가적으로 그리고 바람직하게는 앞서 언급된 조건하에 구조체를 제조하는 동안, 예를 들면 기판에 도포된 페이스트상에 전자 소자를 배치하기 전 또는 전자 소자에 도포된 페이스트상에 기판을 배치하기 전에 수행될 수 있다.Once the structure is manufactured, it can be dried if appropriate. Preferably, the structure is dried at a temperature in the range of 80 - 200 캜, more preferably in the range of 100 - 150 캜. The drying is preferably carried out for 2 to 20 minutes, more preferably for 5 to 10 minutes. If desired, drying may also be carried out, alternatively or additionally, preferably during the preparation of the structure under the conditions mentioned above, for example before placing the electronic component on a paste applied to the substrate, Or the like, before placing the substrate on the substrate.

본 발명에 따른 방법의 추가 단계에서, 기판, 전자 소자 및 페이스트를 함유하는 구조체는 소결처리된다.In a further step of the method according to the invention, the substrate, the electronic element and the structure containing the paste are sintered.

소결시, 페이스트에 존재하는 금속 입자와 컨택 영역의 적어도 일부분이 함께 소성된다. 페이스트에 존재하는 나머지 성분들은 일반적으로 이러한 공정 도중, 적절하다면 화학적 전환을 수행한 후, 예를 들어 증발을 통해 페이스트로부터 제거된다. 소결은 확산 공정에 기초하여 진행되며, 이에 페이스트의 금속 입자에 존재하는 성분들은 컨택 영역으로 확산되고 컨택 영역에 존재하는 성분들은 페이스트의 금속 입자에 의해 형성된 개입(intervening) 공간으로 확산된다. 이러한 공정 동안 우세한 온도 및 확산 속도로 인해, 안정하면서 견고하게 결합된 연결이 형성된다.During sintering, at least a portion of the contact region and the metal particles present in the paste are fired together. The remaining components present in the paste are generally removed from the paste during this process, if appropriate after chemical conversion, for example by evaporation. The sintering proceeds based on the diffusion process, in which the components present in the metal particles of the paste are diffused into the contact region and the components present in the contact region are diffused into the intervening space formed by the metal particles of the paste. Due to the prevailing temperature and diffusion rate during this process, a stable and firmly coupled connection is formed.

바람직하게는, 구조체의 소결은 가열을 통해 150℃ 이상의 온도, 더욱 바람직하게는 175℃ 이상의 온도, 더욱더 바람직하게는 200℃ 이상의 온도로 수행된다. 바람직하게는, 구조체의 소결은 가열을 통해 350℃ 이하의 온도, 더욱 바람직하게는 300℃ 이하의 온도로 수행된다. 따라서, 구조체는 바람직하게는 150 - 350℃ 범위의 온도, 더욱 바람직하게는 150 - 300℃ 범위의 온도, 더욱더 바람직하게는 175 - 300℃ 범위의 온도, 특히 바람직하게는 200 - 300℃ 범위의 온도로 가열된다.Preferably, the sintering of the structure is carried out by heating at a temperature of at least 150 ° C, more preferably at least 175 ° C, even more preferably at least 200 ° C. Preferably, the sintering of the structure is carried out by heating at a temperature of 350 DEG C or less, more preferably 300 DEG C or less. Thus, the structure preferably has a temperature in the range of 150-350 ° C, more preferably in the range of 150-300 ° C, even more preferably in the range of 175-300 ° C, particularly preferably in the range of 200-300 ° C Lt; / RTI >

가열은 바람직하게는 임의의 공정 압력을 인가함이 없이, 즉, 0 kbar의 공정 압력에서 수행되지만, 상승된 공정 압력, 예를 들어 1 kbar 이상의 공정 압력에서 수행될 수 있다.The heating is preferably carried out without applying any process pressure, i. E. At a process pressure of 0 kbar, but can be performed at an elevated process pressure, for example a process pressure of 1 kbar or more.

가열은 바람직하게는 1 - 60 분간, 더욱 바람직하게는 2 - 45 분간 수행된다.The heating is preferably carried out for 1 to 60 minutes, more preferably for 2 to 45 minutes.

가열이 수행되는 분위기(atmosphere)에 대한 제약은 없다. 그러나, 바람직하게는 가열은 산소를 함유하는 분위기에서 수행된다.There is no restriction on the atmosphere in which the heating is performed. However, preferably heating is carried out in an atmosphere containing oxygen.

소결은 당업계에 공지되고, 바람직하게는 앞서 언급한 공정 파라미터가 설정될 수 있는 적합한 소결 장치에서 수행된다.The sintering is carried out in a suitable sintering apparatus known in the art and preferably capable of setting the aforementioned process parameters.

소결 후, 소결된 페이스트를 통해 서로 연결된 기판과 전자 소자를 적어도 포함하는 모듈이 얻어진다.After sintering, a module is obtained which comprises at least a substrate and electronic components interconnected through a sintered paste.

특히 바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 전자 소자를 하나 이상의 기판에 연결하기 위한 본 발명에 따른 방법은 컨택 영역을 통해 수행되며, 상기 컨택 영역 중 하나 이상은 비귀금속으로서 구리를 함유한다. 이 경우 (a) 금속 입자, (b) 활성제로서 말론산, 말레산, 및 옥살산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 화합물, 및 (c) 분산 매질을 함유하는 페이스트를 사용하는 것이 특히 유리한 것으로 입증되었다.According to a particularly preferred embodiment, the method according to the invention for connecting one or more electronic elements to one or more substrates is carried out through a contact area, wherein at least one of the contact areas contains copper as a non-precious metal. In this case it has proved to be particularly advantageous to use a paste containing (a) metal particles, (b) at least one compound selected from the group consisting of malonic acid, maleic acid, and oxalic acid as the active agent, and (c)

추가의 특히 바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 전자 소자를 하나 이상의 기판에 연결하기 위한 본 발명에 따른 방법은 컨택 영역을 통해 수행되며, 상기 컨택 영역 중 하나 이상은 비귀금속으로서 니켈을 함유한다. 이 경우 (a) 금속 입자, (b) 활성제로서 디메틸말론산 및 옥살산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 화합물, 및 (c) 분산 매질을 함유하는 페이스트를 사용하는 것이 특히 유리한 것으로 입증되었다.According to a further particularly preferred embodiment, a method according to the invention for connecting one or more electronic elements to one or more substrates is carried out through a contact area, wherein at least one of the contact areas contains nickel as a non-precious metal. In this case it has proved to be particularly advantageous to use a paste containing (a) metal particles, (b) at least one compound selected from the group consisting of dimethyl malonic acid and oxalic acid as the activator, and (c) a dispersion medium.

본 발명은 하기 실시예에 기초하여 설명되며 이는 본 발명의 범위를 제약하지 않는다.The present invention will be described based on the following examples, which do not limit the scope of the present invention.

실시예Example ::

본 발명에 따른 페이스트 1 - 3 및 참조 페이스트 1 - 3을 하기 표 1에 따른 조성으로 하기와 같이 제조하였다:Paste 1 - 3 and Reference Paste 1 - 3 according to the present invention were prepared as follows in the composition according to the following Table 1:

페이스트 1 - 3 및 참조 페이스트 1 - 3의 조성Composition of Paste 1 - 3 and Reference Paste 1 - 3 페이스트1Paste 1 페이스트2Paste 2 페이스트3Paste 3 참조 페이스트 1Reference paste 1 참조 페이스트 2Reference paste 2 참조 페이스트 3Reference paste 3 은 입자Silver particles 85 중량%85 wt% 85 중량%85 wt% 85 중량%85 wt% 85 중량%85 wt% 85 중량%85 wt% 85 중량%85 wt% 파라핀paraffin 12 중량%12 wt% 12 중량%12 wt% 12 중량%12 wt% 12 중량%12 wt% 12 중량%12 wt% 12 중량%12 wt% 활성제:Activator: 말론산Malonic acid 3 중량%3 wt% -- -- -- -- -- 말레산Maleic acid -- 3 중량%3 wt% -- -- -- -- 디메틸말론산Dimethyl malonic acid -- -- 3 중량%3 wt% -- -- -- silver 락테이트Lactate -- -- -- 3 중량%3 wt% -- -- 프로피온산Propionic acid -- -- -- -- 3 중량%3 wt% -- 우레아Urea -- -- -- -- -- 3 중량%3 wt%

6개의 상이한 시료(페이스트 1 - 3 및 참조 페이스트 1 - 3)에서, 커피 그라인더에서 상응하는 활성제를 우선 미세하게 분쇄한 다음 이를 분산 매질에 첨가하였다. Ultraturax 믹서를 사용하여 상기 혼합물로부터 균일한 현탁액을 제조하였다. 이후 상기 균일한 현탁액을 은 분말에 부가하였다. 얻어진 혼합물을 우선 스패튤러를 사용하여 수동으로 균질화시킨 다음 롤러 밀에 3회 통과시켜 다시 균질화하여 페이스트 1 - 3 및 참조 페이스트 1 - 3을 수득하였다.In six different samples (Paste 1 - 3 and Reference Paste 1 - 3), the corresponding activator in the coffee grinder was first finely ground and then added to the dispersion medium. A uniform suspension was prepared from the mixture using an Ultraturax mixer. The uniform suspension was then added to the silver powder. The resulting mixture was first homogenized manually using a spatula and then homogenized again by passing it three times through a roller mill to obtain Paste 1 - 3 and Reference Paste 1 - 3.

페이스트 1 - 3 및 참조 페이스트 1 - 3을 사용하여 리드 프레임을 반도체 칩에 연결시켰다. Paste 1 - 3 and reference paste 1 - 3 were used to connect the leadframe to the semiconductor chip.

이를 위해 구리 또는 니켈로 제조된 리드 프레임과 은 금속처리된 반도체 칩이 사용되었다.For this purpose, a lead frame made of copper or nickel and a silver-coated semiconductor chip were used.

페이스트 1 - 3 및 참조 페이스트 1 - 3을 6 시료의 상응하는 리드 프레임에 도포하였다. 이후 반도체 칩을 도포된 페이스트상에 배치시켰다. 리드 프레임과 반도체 칩의 대향 표면 간의 거리는 80 ㎛였다. 이렇게 얻어진 구조체를 150℃의 온도에서 5분간 예비건조하였다. 이후, 얻어진 구조체를 250℃의 온도에서 압력없이 소결하였다.Paste 1 - 3 and Reference Paste 1 - 3 were applied to the corresponding lead frame of six samples. Then, the semiconductor chips were placed on the coated paste. The distance between the lead frame and the opposing surface of the semiconductor chip was 80 mu m. The thus obtained structure was preliminarily dried at a temperature of 150 DEG C for 5 minutes. Thereafter, the obtained structure was sintered at a temperature of 250 캜 without pressure.

소결 공정 후, 반도체 칩과 리드 프레임 간의 연결 상태 및 상기 연결의 신뢰성을 평가하기 위해 분석을 진행하였다.After the sintering process, analysis was performed to evaluate the connection state between the semiconductor chip and the lead frame and the reliability of the connection.

이러한 분석에 대한 결과가 표 2에 요약되어 있다.The results for this analysis are summarized in Table 2.

페이스트 1 - 3 및 참조 페이스트 1 - 3을 이용한 시험 결과Test results using Paste 1 - 3 and Reference Paste 1 - 3 컨택contact 영역의 비귀금속 Non-precious metals in the zone 반도체 칩과 리드 프레임 간의 연결Connection between semiconductor chip and lead frame 연결의 신뢰성Reliability of connection 페이스트 1Paste 1 구리Copper 안정적인 연결Reliable connection 매우 우수 Very good 페이스트 2Paste 2 구리Copper 안정적인 연결Reliable connection 매우 우수Very good 페이스트 3Paste 3 니켈nickel 안정적인 연결Reliable connection 매우 우수Very good 참조 페이스트 1Reference paste 1 구리Copper 연결없음, 반도체 칩은 리드 프레임에 부착되지 않음No connection, semiconductor chip not attached to lead frame -- 참조 페이스트 2Reference paste 2 구리Copper 연결없음, 반도체 칩은 리드 프레임에 부착되지 않음No connection, semiconductor chip not attached to lead frame -- 참조 페이스트 3Reference paste 3 니켈nickel 연결없음, 반도체 칩은 리드 프레임에 부착되지 않음No connection, semiconductor chip not attached to lead frame --

상기 시험들은 본 발명에 따른 페이스트 1-3을 사용한 경우만이 안정적인 연결을 형성하며 참조 페이스트 1-3을 사용한 경우에는 그렇지 않음을 보여준다.These tests show that only stable paste is formed when using paste 1-3 according to the present invention and not when reference paste 1-3 is used.

Claims (10)

(a) 금속 입자;
(b) 분자 중에 2 이상의 카르복실산 단위를 가진 하나 이상의 활성제; 및
(c) 분산 매질
을 함유하는 페이스트.
(a) metal particles;
(b) at least one activator having at least two carboxylic acid units in the molecule; And
(c) dispersion medium
Paste containing.
제1항에 있어서, 금속 입자는 은 입자인 것을 특징으로 하는 페이스트.The paste according to claim 1, wherein the metal particles are silver particles. 제1항 또는 제2항에 있어서, 활성제는 100-300℃ 범위의 분해점(decomposition point)을 가지는 것을 특징으로 하는 페이스트.3. The paste according to claim 1 or 2, wherein the active agent has a decomposition point in the range of 100-300 < 0 > C. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 활성제는 디카르복실산 및 착화된 디카르복실산으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 페이스트.The paste according to any one of claims 1 to 3, wherein the active agent is selected from the group consisting of dicarboxylic acids and complexed dicarboxylic acids. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 활성제는 말론산, 말레산, 디메틸말론산 및 옥살산으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 페이스트.The paste according to any one of claims 1 to 4, wherein the active agent is selected from the group consisting of malonic acid, maleic acid, dimethylmalonic acid and oxalic acid. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 분산 매질은 지방족 탄화수소 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 페이스트.The paste according to any one of claims 1 to 5, wherein the dispersion medium contains an aliphatic hydrocarbon compound. 컨택 영역을 통해 하나 이상의 전자 소자를 하나 이상의 기판에 연결하는 방법으로서, 상기 컨택 영역 중 하나 이상은 비귀금속을 함유하고,
(i) 제1 컨택 영역을 갖는 기판과 제2 컨택 영역을 갖는 전자 소자를 제공하는 단계로서, 상기 컨택 영역 중 하나 이상은 비귀금속을 함유하는 단계;
(ii) (a) 금속 입자;
(b) 분자 중에 2 이상의 카르복실산 단위를 가진 하나 이상의 활성제; 및
(c) 분산 매질;
을 함유하는 페이스트를 제공하는 단계;
(iii) 페이스트를 통해 기판의 제1 컨택 영역이 전자 소자의 제2 컨택 영역과 접촉하는 구조체를 생성하는 단계; 및
(iv) 구조체를 소결하여 소결된 페이스트를 통해 서로 연결된 기판과 전자 소자를 적어도 포함하는 모듈을 제조하는 단계를 포함하는 방법.
A method of connecting one or more electronic devices to a substrate via a contact region, the at least one contact region containing a non-noble metal,
(i) providing an electronic device having a substrate having a first contact region and a second contact region, wherein at least one of the contact regions contains a non-noble metal;
(ii) (a) a metal particle;
(b) at least one activator having at least two carboxylic acid units in the molecule; And
(c) a dispersing medium;
≪ / RTI >
(iii) creating a structure through which the first contact area of the substrate contacts the second contact area of the electronic device through the paste; And
(iv) sintering the structure to produce a module comprising at least a substrate and an electronic component interconnected via a sintered paste.
제7항에 있어서, 상기 컨택 영역 중 하나 이상은 전자 소자의 일체형 구성요소 또는 기판의 일체형 구성요소인 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, wherein at least one of the contact regions is an integral component of an electronic component or an integral component of a substrate. 제7항 또는 제8항에 있어서, 비귀금속은 구리이고 활성제는 말론산, 말레산 및 옥살산으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.9. The process according to claim 7 or 8, wherein the non-noble metal is copper and the activator is selected from the group consisting of malonic acid, maleic acid and oxalic acid. 제7항 또는 제8항에 있어서, 비귀금속은 니켈이고 활성제는 디메틸말론산 및 옥살산으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.9. The process according to claim 7 or 8, wherein the noble metal is nickel and the activator is selected from the group consisting of dimethyl malonic acid and oxalic acid.
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US20170194169A1 (en) 2014-05-05 2017-07-06 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Method for applying dried metal sintering compound by means of a transfer substrate onto a carrier for electronic components, corresponding carrier, and the use thereof for sintered connection to electronic components
EP2979783A1 (en) 2014-07-28 2016-02-03 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Method of joining structural elements by means of pressure sintering
EP3174657B1 (en) 2014-07-28 2021-07-14 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Method of making a metallic sintering material with metal oxide surfaces and use of same in methods for joining structural elements by means of pressure sintering
EP3009211B1 (en) * 2015-09-04 2017-06-14 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Metal paste and its use for joining components
EP3348338B1 (en) 2015-09-07 2020-06-10 Hitachi Chemical Company, Ltd. Copper paste for joining, method for producing joined body, and method for producing semiconductor device
FR3041210B1 (en) * 2015-09-15 2017-09-15 Sagem Defense Securite SILVER FRITTAGE ASSEMBLY METHOD WITHOUT PRESSURE
EP3154079A1 (en) 2015-10-08 2017-04-12 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Method for connecting a substrate arrangement with an electronic component using a pre-fixing agent on a contact material layer, corresponding substrate arrangement and method of manufacturing thereof
EP3401039A1 (en) 2017-05-12 2018-11-14 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Method of joining structural elements using metal paste
US20200147696A1 (en) 2017-05-12 2020-05-14 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Method for connecting components by means of a metal paste
US20230005871A1 (en) * 2020-03-19 2023-01-05 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Bonding sheet and bonded structure
CN115348907A (en) * 2020-03-31 2022-11-15 三井金属矿业株式会社 Copper particles and method for producing same

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2246827B2 (en) * 1972-09-23 1974-08-22 Fa. Dr. Eugen Duerrwaechter Doduco, 7530 Pforzheim Solder paste
JP2993011B2 (en) * 1989-07-07 1999-12-20 株式会社村田製作所 Circuit element
US5281281A (en) * 1993-02-05 1994-01-25 Litton Systems, Inc. No-clean, low-residue, volatile organic compound free soldering flux and method of use
JPH07132395A (en) * 1993-11-15 1995-05-23 Showa Denko Kk Cream solder
US5674326A (en) * 1994-09-21 1997-10-07 Motorola, Inc. Solder paste
JPH08231989A (en) * 1995-02-23 1996-09-10 Kurita Water Ind Ltd Detergent composition and cleaning method
JPH10270011A (en) * 1997-03-27 1998-10-09 Toshiba Corp Non-aqueous electrolytic solution battery
US6197366B1 (en) * 1997-05-06 2001-03-06 Takamatsu Research Laboratory Metal paste and production process of metal film
JP3423930B2 (en) * 1999-12-27 2003-07-07 富士通株式会社 Bump forming method, electronic component, and solder paste
JP3534684B2 (en) * 2000-07-10 2004-06-07 Tdk株式会社 Conductive paste, external electrode and method of manufacturing the same
US6896172B2 (en) * 2000-08-22 2005-05-24 Senju Metal Industry Co., Ltd. Lead-free solder paste for reflow soldering
GB2380964B (en) * 2001-09-04 2005-01-12 Multicore Solders Ltd Lead-free solder paste
JP3702418B2 (en) * 2002-03-07 2005-10-05 株式会社 東京第一商興 Solder paste flux and solder paste
KR100472375B1 (en) * 2002-05-20 2005-02-21 엘지전자 주식회사 Photopolymerization Type Photosensitive Electrode Paste Composition for Plasma Display Panel and Fabricating Method Thereof
US20030221748A1 (en) * 2002-05-30 2003-12-04 Fry's Metals, Inc. Solder paste flux system
JP2005183903A (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Electronic device and method for forming electronic device
US20060011267A1 (en) * 2004-05-28 2006-01-19 Kay Lawrence C Solder paste and process
KR101046197B1 (en) * 2005-09-21 2011-07-04 니혼한다가부시끼가이샤 Paste-type silver particle composition, the manufacturing method of solid silver, the solid shape is a joining method, and the manufacturing method of a printed wiring board
DE102005053553A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-16 Heraeus Gmbh W C Solder pastes with resin-free flux
JP4981319B2 (en) * 2005-12-27 2012-07-18 パナソニック株式会社 Conductive paste and electronic component mounting method using the same
US7767032B2 (en) * 2006-06-30 2010-08-03 W.C. Heraeus Holding GmbH No-clean low-residue solder paste for semiconductor device applications
KR100829667B1 (en) * 2006-09-07 2008-05-16 엘지전자 주식회사 Electrode paste composite, up-board structure of plasma display panel and manufacturing method manufactured by using the same
JP4247801B2 (en) * 2006-11-24 2009-04-02 ニホンハンダ株式会社 Paste-like metal particle composition and joining method
JP4735591B2 (en) * 2007-04-03 2011-07-27 株式会社日立製作所 Conductive pattern forming device
DE102007046901A1 (en) 2007-09-28 2009-04-09 W.C. Heraeus Gmbh Production of electrically conductive or heat-conductive component for producing metallic contact between two elements e.g. cooling bodies or solar cells, comprises forming elemental silver from silver compound between contact areas
DE102009040078A1 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 W.C. Heraeus Gmbh Metal paste with CO precursors
KR101651932B1 (en) * 2009-10-26 2016-08-30 한화케미칼 주식회사 Method for manufacturing of conductive metal thin film using carboxylic acid
JP4832615B1 (en) * 2010-11-01 2011-12-07 Dowaエレクトロニクス株式会社 Low-temperature sinterable conductive paste, conductive film using the same, and method for forming conductive film

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